JP2019045757A - 電子写真用トナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1では、結晶性樹脂を添加して低温定着性能を向上させたトナーにおいて、充分な低温定着性能を有し、かつ現像工程の高速化に対応するために、流動性に優れたトナー粒子の製造方法が記載されている。当該文献では、スチレンアクリル系樹脂を主成分とする結着樹脂、着色剤及び結晶性樹脂を含有するトナー粒子の製造方法であって、特定の方法によって樹脂粒子を製造した後に、該樹脂粒子を水系媒体中において、該結着樹脂の中間点ガラス転移温度以上、該結晶性樹脂の融解開始温度以下の温度で0.5時間以上加熱保持する工程を含むことを特徴とするトナー粒子の製造方法が記載されている。
そこで、本発明は、優れた発色性を示す電子写真用トナーの製造方法に関する。
本発明は、水系媒体中で、重合性単量体、下記式(1)で表されるポリヒドロキシアミン化合物、着色剤及び重合開始剤を含む懸濁液を得る工程と、
前記懸濁液中で、重合性単量体を重合する工程と
を有する、電子写真用トナーの製造方法に関する。
〔式中、R1は、水素原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R2は、水素原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R3及びR4は、炭素数1以上5以下のアルカンジイル基を示す。R3及びR4は、同一でも異なっていてもよい。〕
あわせて、本発明によれば、臭気の抑えられた電子写真用トナーが得られる製造方法を提供することができる。
本発明の電子写真用トナー(以下、単に「トナー」ともいう)の製造方法は、
水系媒体中で、重合性単量体、下記式(1)で表されるポリヒドロキシアミン化合物(以下、単に「ポリヒドロキシアミン化合物」ともいう)、着色剤及び重合開始剤を含む懸濁液を得る工程(以下、「工程1」ともいう)と、
前記懸濁液において、重合性単量体を重合する工程(以下、「工程2」ともいう)と
を有する。
〔式中、R1は、水素原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R2は、水素原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R3及びR4は、炭素数1以上5以下のアルカンジイル基を示す。R3及びR4は、同一でも異なっていてもよい。〕
上記の製造方法によれば、優れた発色性を示すトナーが得られる。
懸濁液中で、重合性単量体を重合することで、トナー粒子が得られる。この際、重合性単量体中における着色剤の分散性が損なわれると、着色剤の凝集により優れた発色性が得られなくなる。これに対して、ポリヒドロキシアミン化合物は、重合性単量体中で、着色剤との親和性に優れている。また当該ポリヒドロキシアミン化合物は、重合性単量体中の溶解性に優れている。ポリヒドロキシアミン化合物が着色剤の分散剤としての効果を示したことから、ポリヒドロキシアミン化合物の一部が重合単量体の重合の際に一部重合され、ポリヒドロキシアミン―重合性ポリマーの複合体が生成したことで、着色剤の再凝集を抑制してトナーの発色性が向上したものと考えられる。
工程1では、水系媒体中で、重合性単量体、ポリヒドロキシアミン化合物、着色剤及び重合開始剤を含む懸濁液を得る。
懸濁液は、例えば、ポリエステル樹脂、荷電制御剤、離型剤、磁性粉、流動性向上剤、導電性調整剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤を含んでいてもよい。
水系媒体としては、水を主成分とするものが好ましい。
水系媒体中の水の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは98質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、より更に好ましくは100質量%である。水としては、脱イオン水又は蒸留水が好ましい。
水系媒体に含まれうる水以外の成分としては、例えば、炭素数1以上5以下のアルキルアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数3以上5以下のジアルキルケトン;テトラヒドロフラン等の環状エーテル等の水に溶解する有機溶剤が挙げられる。
重合性単量体は、不飽和二重結合を有する重合性単量体であることが好ましい。
懸濁液は、重合性単量体として、例えば、スチレン化合物、及び(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましい。
スチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、tert−ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩等のスチレン類が挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。
スチレン化合物の量は、トナーの発色性をより向上させる観点から、重合性単量体中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
脂肪族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルの脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上、更に好ましくは4以上であり、そして、好ましくは22以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは12以下、更に好ましくは8以下、更に好ましくは6以下である。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸(イソ)ブチル、(メタ)アクリル酸(イソ)ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)オクチル、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)パルミチル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル、(メタ)アクリル酸(イソ)ベヘニルが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸ブチルが好ましい。
ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を示す。また、アルキル部位について「(イソ)」とは、ノルマルアルキル又はイソアルキルを意味する。
ポリヒドロキシアミン化合物は、優れた発色性を示すトナーを得る観点から、下記式(1)で表される化合物である。
〔式中、R1は、水素原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R2は、水素原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R3及びR4は、炭素数1以上5以下のアルカンジイル基を示す。R3及びR4は、同一でも異なっていてもよい。〕
R1のアルキル基は、直鎖又は分岐鎖のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基が挙げられ、好ましくはメチル基及びエチル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはメチル基である。
R1のヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基が挙げられ、好ましくはヒドロキシメチル基及び2−ヒドロキシエチル基から選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはヒドロキシメチル基である。
R2のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。
R2のヒドロキシアルキル基の炭素数は、好ましくは3以下、より好ましくは2以下であり、そして、好ましくは1以上である。R2のヒドロキシアルキル基の例としては、上述のR1と同様のものが挙げられる。
これらの中でもR2は、好ましくは、水素原子、炭素数1以上3以下のアルキル基、又は炭素数1以上3以下のヒドロキシアルキル基であり、より好ましくは水素原子である。
R3及びR4のアルカンジイル基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、テトラメチレン基が挙げられ、好ましくはメチレン基である。
これらの中では、トナーの帯電性をより向上させる観点、及び残留有機溶剤をより効率的に除去する観点から、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−ヒドロキシエチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、及び2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールから選ばれる少なくとも1種が好ましく、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、及び2−アミノ−1,3−プロパンジオールから選ばれる少なくとも1種がより好ましく、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールが更に好ましい。
上記のポリヒドロキシアミン化合物は、1種又は2種以上を用いることができる。なお、ポリヒドロキシアミン化合物は、常法により製造することができる。
着色剤としては、顔料及び染料が用いられ、発色性の効果をより向上させる観点から、顔料が好ましい。顔料としては、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用できるが、有機顔料が好ましい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、無機系複合酸化物が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料が挙げられる。
マゼンタ有機顔料としては、例えば、モノアゾ化合物、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられ、より具体的には、C.I.ピグメントレッド2,3,5,6,7,23,48:1,48:2,48:3,48:4,57:1,81:1,122,144,146,150,166,169,177,184,185,202,206,220,221,238,254,269、C.I.ピグメントバイオレッド19が挙げられる。これらの中でも、ナフトール化合物が好ましく、C.I.ピグメントレッド269がより好ましい。
なお染料としては、例えば、アクリジン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、インジゴ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系の染料が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いてもよい。
重合開始剤としては、公知の重合開始剤を挙げることができ、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、有機金属化合物、光重合開始剤が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(イソブチレート)等のアゾ系重合開始剤、ジラウリルパーオキサイド等の脂肪族ジアシル過酸化物系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジtert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−へキシルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物系重合開始剤、過酸化水素−第1鉄系、BPO−ジメチルアニリン系、セリウム(IV)塩−アルコール系等のレドックス開始剤などが挙げられる。光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾインエーテル系、ケタール系等が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いてもよい。
これらの中でも、アゾ系重合開始剤、脂肪族ジアシル過酸化物系重合開始剤が好ましく、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジラウリルパーオキサイドがより好ましい。
懸濁液は、発色性をより向上させる観点から、好ましくはポリエステル樹脂を含有する。ポリエステル樹脂は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物である。
芳香族ポリオールは、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物であり、より好ましくは式(I):
〔式中、RO及びORはオキシアルキレン基であり、Rはエチレン基及びプロピレン基から選ばれる少なくとも1種であり、x及びyはアルキレンオキサイドの平均付加モル数を示し、それぞれ正の数であり、xとyの和の値は、1以上であり、好ましくは1.5以上であり、そして、16以下であり、好ましくは8以下、より好ましくは4以下である。〕で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物である。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ブテンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールが挙げられる。
以下、カルボン酸の例示には、その化合物のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及び、各カルボン酸の、炭素数1以上3以下のアルキルエステルも含まれる。
芳香族ジカルボン酸の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは10モル%以上、より好ましくは30モル%以上、更に好ましくは50モル%以上であり、そして、100モル%以下、好ましくは95モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。
脂肪族ジカルボン酸の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは10モル%以上、より好ましくは15モル%以上、更に好ましくは20モル%以上あり、そして、好ましくは90モル%以下、より好ましくは70モル%以下、更に好ましくは50モル%以下である。
3価以上のカルボン酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸が挙げられる。これらの中では、トリメリット酸又はその酸無水物が好ましい。
懸濁液は、荷電制御剤を含有していてもよい。
荷電制御剤は、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよい。
正帯電性荷電制御剤としては、ニグロシン染料、例えば「ニグロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイルブラックSO」、「ボントロンN−01」、「ボントロンN−04」、「ボントロンN−07」、「ボントロンN−09」、「ボントロンN−11」(以上、オリヱント化学工業株式会社製)等;3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンP−51」(オリヱント化学工業株式会社製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PX VP435」(クラリアント社製)等;ポリアミン樹脂、例えば「AFP−B」(オリヱント化学工業株式会社製)等;イミダゾール誘導体、例えば「PLZ−2001」、「PLZ−8001」(以上、四国化成工業株式会社製)等;スチレン−アクリル系樹脂、例えば「FCA−701PT」(藤倉化成株式会社製)等が挙げられる。
これらは、1種又は2種以上を用いてもよい。
荷電制御剤の中でも、負帯電性荷電制御剤が好ましく、ベンジル酸化合物の金属化合物又はサリチル酸化合物の金属化合物がより好ましい。
懸濁液は、離型剤を含んでいてもよい。
離型剤としては、例えば、ワックスが挙げられる。
ワックスとしては、例えば、炭化水素ワックス、エステルワックス、シリコーンワックス、脂肪酸アミドワックスが挙げられる。
炭化水素ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物又は石油系炭化水素ワックス;ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリブテンワックス等のポリオレフィンワックス等の合成炭化水素ワックスが挙げられる。
エステルワックスとしては、例えば、モンタンワックス等の鉱物又は石油系エステルワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の植物系エステルワックス;ミツロウ等の動物系エステルワックスが挙げられる。
脂肪酸アミドワックスとしては、例えば、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミドが挙げられる。
これらの中でも、トナーの離型性の観点から、炭化水素ワックス又はエステルワックスが好ましく、炭化水素ワックスがより好ましく、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリオレフィンワックスが更に好ましく、パラフィンワックスが更に好ましい。
離型剤の融点は、実施例に記載の方法によって求められる。
より具体的には、工程1は、好ましくは、下記工程1−1及び工程1−2を含む工程である。
工程1−1:重合性単量体、ポリヒドロキシアミン化合物、着色剤及び重合開始剤を含む混合液を得る工程
工程1−2:前記混合液を、水系媒体中に投入して、懸濁液を得る工程
ここで、ポリエステル樹脂、荷電制御剤、離型剤を混合することが好ましい。
混合温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。
溶解した混合液を得た後に、重合開始剤を添加して混合することが好ましい。
(分散安定剤)
分散安定剤としては、例えば、炭酸塩、リン酸金属塩、硫酸塩、金属水酸化物が挙げられる。炭酸塩としては、例えば、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが挙げられる。リン酸金属塩としては、例えば、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸バリウム、リン酸亜鉛が挙げられる。硫酸塩としては、例えば、硫酸バリウム、硫酸カルシウムが挙げられる。金属水酸化物としては、例えば、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化第二鉄が挙げられる。これらの中でも、リン酸金属塩が好ましく、リン酸カルシウムがより好ましい。
分散安定剤の量は、混合水系媒体中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤の各種界面活性剤を使用することができる。これらの中でも、陰イオン性界面活性剤が好ましい。
陰イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩が挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸塩が挙げられる。アルキル硫酸塩としては、例えば、ドデシル硫酸塩が挙げられる。ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩は、好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩であり、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩が挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いてもよい。塩としては、アルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
これらの中でも、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩がより好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが更に好ましい。
界面活性剤の量は、混合水系媒体中、好ましくは1質量ppm以上、より好ましくは3質量ppm以上、更に好ましくは5質量ppm以上であり、そして、好ましくは30質量ppm以下、より好ましくは20質量ppm以下、更に好ましくは10質量ppm以下である。
当該工程で使用する装置としては、例えば、高剪断力を有する撹拌機を設置した竪型撹拌槽で行なうことができる。高剪断力を有する撹拌機の市販品としては、例えば、「ハイシェアミキサー」(IKA社製)、「T.K.ホモミクサー」、「T.K.フィルミックス」(以上、特殊機化工業株式会社製)、クレアミックス(エム・テクニック株式会社製)が挙げられる。
撹拌速度は、好ましくは1,000r/min以上、より好ましくは5,000r/min以上、更に好ましくは8,000r/min以上であり、そして、好ましくは30,000r/min以下、より好ましくは20,000r/min以下、更に好ましくは15,000r/min以下である。
工程2では、懸濁液中で重合性単量体を重合する。
重合する温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは55℃以上、更に好ましくは60℃以上であり、そして、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは75℃以下である。
重合は、撹拌しながら行うことが好ましい。使用する装置は、特に限定されない。
撹拌速度は、好ましくは50r/min以上、より好ましくは100r/min以上、更に好ましくは150r/min以上であり、そして、好ましくは1,000r/min以下、より好ましくは500r/min以下、更に好ましくは300r/min以下である。
鉱酸としては、例えば、塩酸、硫酸などが挙げられる。
重合後、固液分離してトナー粒子を得ることが好ましい。固液分離後、洗浄、乾燥してもよい。乾燥方法としては、例えば、真空低温乾燥法、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法が挙げられる。
トナー粒子のCV値は、高画質の画像を得る観点から、好ましくは12%以上、より好ましくは15%以上、更に好ましくは20%以上であり、そして、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下である。
体積中位粒子径(D50)及びCV値は、実施例に記載の方法により測定される。
トナー粒子のガラス転移温度は、実施例に記載の方法により測定される。
トナーの製造方法は、得られたトナー粒子と外添剤を混合する工程を更に有していてもよい。
外添剤としては、例えば、疎水性シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化セリウム、カーボンブラック等の無機微粒子及びポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、シリコーン等のポリマー微粒子が挙げられる。これらの中でも、疎水性シリカが好ましい。
外添剤の平均粒子径は、好ましくは1nm以上、より好ましくは5nm以上、更に好ましくは10nm以上であり、そして、好ましくは500nm以下、より好ましくは300nm以下、更に好ましくは100nm以下である。
外添剤を用いてトナー粒子の表面処理を行う場合、外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは1質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。
〔樹脂の酸価、及び水酸基価〕
樹脂及び炭化水素ワックスの酸価及び水酸基価は、JIS K 0070:1992の方法に基づき測定する。ただし、測定溶媒のみJIS K 0070:1992に規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更する。
示差走査熱量計「Q−100」(ティー エイ インスツルメント ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、室温(20℃)から降温速度10℃/minで0℃まで冷却しそのまま1分間保持させる。その後、昇温速度50℃/minで測定した。観測される吸熱ピークのうち、最も高温側に現れるピークの温度を樹脂の吸熱の最高ピーク温度とする。樹脂の軟化点と吸熱の最高ピーク温度との比(軟化点(℃)/吸熱の最高ピーク温度(℃))を結晶性指数とする。また、吸熱の最高ピーク温度が軟化点と20℃以内の差であれば融点とし、20℃超の差であればガラス転移温度とする。
なお、トナー粒子のガラス転移温度は、トナー粒子中の重合性単量体の付加重合物由来のピークから算出した。
フローテスター「CFT−500D」(株式会社島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
以下の方法により、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により分子量分布を測定し、樹脂の重量平均分子量を求める。
(1)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mLになるように、試料をテトラヒドロフランに、25℃で溶解させる。次いで、この溶液をポアサイズ0.2μmのフッ素樹脂フィルター「DISMIC−25JP」(ADVANTEC社製)を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とする。
(2)分子量測定
下記の測定装置と分析カラムを用い、溶離液としてテトラヒドロフランを、毎分1mLの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させる。そこに試料溶液100μLを注入して測定を行う。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出する。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン(「A−500」(5.0×102)、「A−1000」(1.01×103)、「A−2500」(2.63×103)、「A−5000」(5.97×103)、「F−1」(1.02×104)、「F−2」(1.81×104)、「F−4」(3.97×104)、「F−10」(9.64×104)、「F−20」(1.90×105)、「F−40」(4.27×105)、「F−80」(7.06×105)、「F−128」(1.09×106)(以上、東ソー株式会社製))を標準試料として作成したものを用いる。
測定装置:「HLC−8220GPC」(東ソー株式会社製)
分析カラム:「GMHXL」+「G3000HXL」(以上、東ソー株式会社製)
示差走査熱量計「Q−100」(ティー エイ インスツルメント ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温した後、200℃から降温速度10℃/minで0℃まで冷却する。次いで、試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定し、吸熱の最大ピーク温度を融点とする。
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は以下の方法で測定した。
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
アパチャー径:50μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマンコールター社製)
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王株式会社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)5質量%電解液
分散条件:分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させる。
測定条件:ビーカーに電解液100mLと分散液を加え、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度で、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から体積中位粒径(D50)を求める。
また、CV値(%)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
外添剤の平均粒子径は、個数平均粒子径を指し、走査型電子顕微鏡(SEM)写真から500個の粒子の粒径(長径と短径の平均値)を測定し、それらの数平均値とする。
〔発色性〕
複写機「AR−505」(シャープ株式会社製)にトナーを実装し、未定着で画像出しを行った(印字面積:2cm×12cm、付着量:0.5mg/cm2)。複写機「CX7700」(シャープ株式会社製)から取り外し、温度、速度を制御可能にした定着機を用い、160℃、50mm/secにて、未定着画像を定着させた。なお、定着紙には、「CopyBond SF−70NA」(シャープ株式会社製、75g/m2)を使用した。
得られた画像を、A4コピー用紙(RPCA4R)20枚を重ね合わせた上におき、L*a*b*を色彩色差計(グレタグ社製)により測定し、√((a*)2+(b*)2)の値を算出して、ここでは、下記の評価基準により発色性を評価した。なお、数値が大きい方が、色再現性が良好であることを示す。
<評価基準>
A:55以上
B:53以上、55未満
C:51以上、53未満
D:49以上、51未満
E:49未満
製造例A1〜A6(樹脂A−1〜A−6)
表1に示すアルコール成分とテレフタル酸を窒素導入管を装備した脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、140℃で、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)、及び没食子酸を入れた後、235℃まで昇温し6時間重縮合反応させ、さらに235℃、8.0kPaにて1時間反応を行った。180℃まで冷却した後、テレフタル酸以外の残りの酸成分を投入し、180℃から210℃まで10℃/時間で昇温し、210℃にて1時間反応を行い、210℃、10kPaにて表に示す軟化点まで反応を行って、樹脂A−1〜A−6を得た。
実施例1、比較例1(トナー1,51の製造)
300mL容のガラスビーカーに、表2に示す重合性単量体、着色剤「ピグメントブルー15:3」(大日精化工業株式会社製)5g、荷電制御剤「ボントロンE−88」(オリヱント化学工業株式会社製、サリチル酸アルミニウム)1g、及び離型剤「HNP−9」(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス、融点:75.5℃)10gと表に示すポリヒドロキシアミンを添加し、撹拌混合し、60℃に昇温して均一な溶液を調製した。その後、重合開始剤「V−65」(和光純薬工業株式会社製、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル))3gと重合開始剤「パーロイルL」(日油株式会社製)1gを添加し、樹脂溶液を調製した。1L容のガラスビーカーに、イオン交換水150g、第三リン酸カルシウム(3[Ca3(PO4)2]・Ca(OH)2)10質量%スラリー「TCP−10・U」(太平化学産業株式会社製)500g及びアニオン性界面活性剤「ネオペレックスG−15」(花王株式会社製、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)0.004gを添加し、撹拌して水系媒体を調製した。水系媒体を60℃に加温し、60℃を保ちながら、樹脂溶液を一気に加え、「ホモミクサーMARKII 2.5型」(プライミクス株式会社製)で、12,000r/minにて4分間撹拌し、懸濁液を得た。
得られたトナー粒子100質量部に、外添剤として疎水性シリカ「アエロジル R−972」(日本アエロジル株式会社製、平均粒子径:16nm)1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサーで3600r/min、5分間混合することにより、外添剤処理を行い、トナー1,51を得た。得られたトナーについて評価を行い、表2に示した。
表2に示す重合性単量体に変更し、当該原料モノマーと共に、更に表2に示すポリエステル樹脂を添加したこと以外は、実施例1と同様にして、トナー2〜12,52を得た。得られたトナーについて評価を行い、表2に示した。
Claims (8)
- 水系媒体中で、重合性単量体、下記式(1)で表されるポリヒドロキシアミン化合物、着色剤及び重合開始剤を含む懸濁液を得る工程と、
前記懸濁液中で、重合性単量体を重合する工程と
を有する、電子写真用トナーの製造方法。
〔式中、R1は、水素原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R2は、水素原子、炭素数1以上6以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基を示し、R3及びR4は、炭素数1以上5以下のアルカンジイル基を示す。R3及びR4は、同一でも異なっていてもよい。〕 - 前記懸濁液を得る工程において、
前記重合性単量体、前記ポリヒドロキシアミン化合物、前記着色剤及び前記重合開始剤を含む混合液を得る工程、及び
前記混合液を、水系媒体中に投入して、懸濁液を得る工程
を有する、請求項1に記載の電子写真用トナーの製造方法。 - 前記ポリヒドロキシアミン化合物が、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールである、請求項1又は2に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記懸濁液が、前記重合性単量体として、スチレン化合物及び(メタ)アクリル酸エステルを含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記ポリヒドロキシアミン化合物の量が、重合性単量体100質量部に対して0.01質量部以上2質量部以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 更に、懸濁液が、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物であるポリエステル樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記ポリエステル樹脂が、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を80モル%以上含むアルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物である、請求項6に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記ポリエステル樹脂は、その酸価が1mgKOH/g以上30mgKOH/g以下、その水酸基価が5mgKOH/g以上60mgKOH/g以下、かつ、そのガラス転移温度が42℃以上80℃以下である、請求項6又は7に記載の電子写真用トナーの製造方法。
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